Letecký motor poháňaný jadrovým palivom. Jazda na reaktore: Jadrové lietadlo. Jadrový prúdový motor „koaxiálnej“ konštrukcie

Od roku 1951 sa v Spojených štátoch v rámci programu hodnotenia možnosti stavby bombardéra s neobmedzeným doletom a trvaním letu začala praktická etapa testovania jadrového reaktora pre jadrovú elektráreň strategického bombardéra. A už 17. septembra 1955 uskutočnilo svoj prvý let experimentálne lietadlo NB-36H s jadrovým reaktorom na palube. Tento program bol ukončený po sérii letových testov v roku 1957.

Tieto informácie sa dozvedeli vedenie ZSSR a v roku 1955 sa v rámci notoricky známeho „dohnať a predbehnúť Ameriku“ v súlade s uznesením Rady ministrov začali práce na leteckom motore, leteckom jadrovom reaktore. a od roku 1956 na samotnom lietadle s jadrovou energiou. elektráreň. Cieľom tejto práce, podobne ako v USA, je posúdiť možnosť vytvorenia lietadla, ktoré nesie jadrové zbrane s neobmedzeným doletom a dlhým letom.

NB-36H - americké lietadlo na testovanie leteckého jadrového reaktora

Musí byť schopný vstať zo svojho letiska počas ohrozeného obdobia a zostať v službe vo vzduchu vo vydržiavacom priestore. Tak bola v prípade vypuknutia jadrovej vojny zabezpečená jeho nezraniteľnosť od prvého úderu nepriateľa. Po vypuknutí jadrovej vojny malo lietadlo spustiť odvetný jadrový úder na nepriateľské územie. Na túto úlohu sa najlepšie hodil bombardér s jadrovým pohonom.

Pre odskúšanie možnosti umiestniť a prevádzkovať na lietadle hlavný prvok jadrovej elektrárne - jadrový reaktor (predovšetkým z pohľadu dopadu na posádku a techniku), bolo prijaté rozhodnutie prerobiť najväčšie lietadlo na vtedy v ZSSR - strategický bombardér Tu-95 do lietajúceho laboratória - Tu-95LAL.

Práce na vytvorení leteckého jadrového reaktora sa uskutočnili v Ústave I. V. Kurchatova pod vedením A. P. Aleksandrova. Pre umiestnenie na lietajúcom laboratóriu bol vybraný experimentálny vodno-vodný reaktor vytvorený už skôr v Kurchatovovom inštitúte (voda pôsobí ako moderátor neutrónov aj ako chladivo) s 2-okruhovým chladiacim systémom (prvý okruh: jadro reaktora - medziteplo výmenník, druhý okruh : medzivýmenník tepla – vonkajší výmenník tepla). S cieľom skrátiť letovú fázu testovania a získať skúsenosti s reaktorom bol v roku 1958 na jednom z letísk pri Semipalatinsku (Kazach SSR) vytvorený pozemný skúšobný stojan, kópia leteckého priestoru s jadrovým reaktorom. Jadrový reaktor bol inštalovaný na špeciálnej plošine so zdvihom a v prípade potreby sa dal spustiť. Od júna 1959 do roku 1961 Na tomto stánku bol testovaný letecký jadrový reaktor. Počas jeho testov bolo možné dosiahnuť daný výkon, otestovať zariadenia na riadenie reaktora a radiačnú kontrolu, skontrolovať systém ochrany a vypracovať odporúčania pre posádku lietajúceho laboratória.

Sériový strategický bombardér Tu-95M so štyrmi turbovrtuľovými motormi NK-12M s výkonom 15 000 k bol prerobený na lietajúce laboratórium Tu-95LAL. Všetky zbrane boli z lietadla odstránené. Posádka bola v prednej pretlakovej kabíne, v ktorej sa nachádzal aj senzor žiarenia. Za kabínou bola inštalovaná ochranná clona z 5 cm oloveného plechu a kombinovaných materiálov (polyetylén a cerezín) s celkovou hrúbkou cca 20 cm, druhý radiačný senzor bol inštalovaný v pumovnici. Bližšie k chvostu lietadla sa nachádzal nukleárny reaktor. Tretí radiačný senzor bol umiestnený v zadnej časti lietadla v kokpite zadného strelca. Ďalšie dva snímače boli namontované pod konzoly krídla v stálych kovových kapotážach. Všetky senzory monitorujúce žiarenie boli otočné okolo vertikálnej osi pre orientáciu v požadovanom smere.

Samotný reaktor bol obklopený silným biologickým ochranným štítom, ktorý pozostával z olova a kombinovaných materiálov, a nemal žiadne spojenie s motormi lietadla. Voda primárneho okruhu, ohriata v aktívnej zóne reaktora, odovzdávala teplo v medzivýmenníku tepla vode sekundárneho okruhu, ktorá bola následne ochladzovaná vo vonkajšom výmenníku tepla. Vonkajším výmenníkom tepla bol klasický chladič, ktorý bol za letu chladený prúdením vzduchu cez veľký prívod vzduchu pod trupom. Reaktor mierne presahoval obrysy trupu lietadla a bol pokrytý kovovými aerodynamickými krytmi na vrchu, spodku a bokoch. Keďže biologická ochrana jadrového reaktora sa považovala za celkom efektívnu, zahŕňala okná, ktoré bolo možné počas letu na diaľku otvárať na vykonávanie experimentov s odrazeným žiarením. Okná umožnili vytvárať lúče žiarenia v rôznych smeroch.

Tu-95LAL bol prevádzkovaný nasledujúcim spôsobom. Jadrový reaktor so systémom biologickej ochrany bol inštalovaný na plošine, ktorá sa podobne ako systém zavesenia bômb zdvihla do pumovnice lietadla a tam sa letecké systémy pripojili k reaktoru. Spustenie jadrového reaktora vzhľadom na podmienky pre zabezpečenie garantovaného odvodu tepla z aktívnej zóny (pri dostatočnom prúdení vzduchu cez externý výmenník tepla) bolo realizované za letu. Reaktor bol tiež odstavený vo vzduchu pred pristátím lietadla (na vychladnutie už odstaveného reaktora je potrebný určitý čas).

Od mája do augusta 1961 sa uskutočnilo 34 letov so „studeným“ a funkčným jadrovým reaktorom. Získané výsledky poskytli množstvo štatistických materiálov o umiestnení a prevádzke jadrového reaktora na lietadle (predovšetkým o radiácii a systéme biologickej ochrany) a potvrdili zásadnú možnosť vytvorenia jadrovej elektrárne pre strategický bombardér. Identifikovaný bol aj hlavný problém, ktorý môže pri prevádzke tohto typu lietadla nastať – nebezpečenstvo rádioaktívnej kontaminácie rozsiahleho územia v prípade leteckej nehody.

Na základe pozemných skúšok a letových skúšok v lietajúcom laboratóriu Tu-95LAL sa v roku 1965 začali práce na prototype budúceho strategického bombardéra - experimentálneho lietadla s jadrovou elektrárňou Tu-119 a v roku 1966 na protilietadle An-22PLO. podmorské lietadlá.

Koncom 60-tych a začiatkom 70-tych rokov XX storočia, s príchodom nových prostriedkov na dodávanie jadrových zbraní (predovšetkým atómových ponorky, vybavené balistickými raketami medzikontinentálneho doletu a schopné vykonávať odvetné údery z pobrežných oblastí svojej krajiny), už nebola potrebná potreba strategického bombardéra s neobmedzeným doletom a dlhým trvaním letu. Práce na Tu-119 nikdy nepokročili za rysovaciu dosku, ale program na vytvorenie protiponorkového lietadla An-22PLO pokračoval.

Odhadované výkonové charakteristiky An-22PLO s jadrovou elektrárňou:

— dolet — 27500 km
— trvanie letu — 50 hodín

Na An-22 „Antey“ pridelenom na testovanie v rámci programu „Aist“ v regióne Semipalatinsk sa uskutočnila séria letových experimentov s prevádzkou nového typu leteckého jadrového reaktora - základu budúcnosti. jadrová elektráreň. Celkovo sa v roku 1972 uskutočnilo 23 letov. Úspešne sa ukončila nová séria letových experimentov s fungujúcim jadrovým reaktorom na palube a získali sa potrebné údaje pre návrh dostatočne výkonnej a bezpečnej leteckej jadrovej elektrárne. Sovietsky zväz napriek tomu predbehol Spojené štáty a priblížil sa k vytvoreniu skutočného jadrového lietadla. Toto auto sa radikálne líšilo od konceptov z 50. rokov minulého storočia. s reaktormi s otvoreným cyklom, ktorých prevádzka by bola spojená s obrovskými ťažkosťami a spôsobila by obrovské škody na životnom prostredí. Vďaka novej ochrane a uzavretému cyklu bola minimalizovaná radiačná kontaminácia konštrukcie lietadla a vzduchu a z hľadiska životného prostredia mal takýto stroj dokonca určité výhody oproti lietadlám na chemické palivo. V každom prípade, ak všetko funguje správne, potom výfukový prúd jadrového motora neobsahuje nič iné ako čistý ohriaty vzduch. V prípade leteckej nehody neboli dostatočne vyriešené environmentálne bezpečnostné problémy v projekte An-22PLO. Núdzové ochranné tyče reaktora zastavili reťazovú reakciu, ale opäť, ak by nedošlo k poškodeniu reaktora. Čo sa stane, ak sa to stane v dôsledku dopadu na zem a tyče nezaujmú požadovanú polohu? Zdá sa, že práve nebezpečenstvo takéhoto vývoja udalostí neumožnilo zrealizovať tento projekt v metale.

Sovietski dizajnéri a vedci však pokračovali v hľadaní riešenia problému. Navyše, okrem protiponorkovej funkcie sa pre jadrové lietadlo našlo nové využitie. Vznikol ako logický vývoj trendu zvyšovania nezraniteľnosti strategických nosičov jadrových zbraní. Na zvýšenie nezraniteľnosti medzikontinentálnych balistických rakiet v ZSSR boli inštalované na mobilné nosiče - automobilové podvozky a železničné plošiny. Ďalším logickým krokom by bolo ich umiestnenie do lietadla, ktoré by hliadkovalo nad jeho územím alebo nad oceánom. Vďaka svojej mobilite je to strategické letecký komplex by boli nezraniteľné pre nepriateľské zbrane a vznesené do vzduchu počas ohrozeného obdobia by zabezpečilo nevyhnutnosť odvetného úderu v prípade jadrovej vojny. Hlavnou kvalitou takéhoto lietadla bolo stráviť letom čo najdlhšie, čo znamená, že jadrová elektráreň mu dokonale vyhovovala.

Napokon sa našlo riešenie, ktoré zaručuje jadrovú bezpečnosť aj v prípade leteckej nehody. Reaktor spolu s prvým teplovýmenným okruhom bol navrhnutý ako autonómna jednotka vybavená o padákový systém a schopné oddeliť sa od lietadla v kritickom momente a vykonať mäkké pristátie. Aj keby sa teda lietadlo zrútilo, nebezpečenstvo radiačnej kontaminácie oblasti by bolo zanedbateľné.

Realizácii tohto projektu však zabránil koniec studenej vojny a rozpad Sovietskeho zväzu. Opakoval sa motív, ktorý sa v ruských dejinách vyskytuje pomerne často: akonáhle bolo všetko pripravené na vyriešenie problému, problém sám zmizol.

Dúfajme, že ľudstvo bude niekedy opäť potrebovať lietadlo s neobmedzeným doletom a dĺžkou letu. A nech to nie je vojak, ale civilista. A potom sa budúci dizajnéri budú môcť spoľahnúť na výsledky práce našich súčasníkov.

Literatúra:

1. V.S. Yeger. Neznámy Tupolev. - M.: Yauza, Eksmo, 2009.
2. N. V. Jakubovič. Neznámy Antonov. - M.: Yauza, Eksmo, 2009.
3. Webová stránka "Masterok. LJ. RF". Článok „Jadrové lietadlo“.
4. Webovú stránku „Monitorujeme informácie“. článok "

Alexander KURGANOV.

V polovici 50. - začiatkom 60. rokov minulého storočia začal ZSSR vyvíjať lietadlo s jadrovou elektrárňou. Lietajúce jadrové laboratórium založené na lietadle Tu-95M, ktoré prešlo skúškami na pozemnom stojane, vykonalo v rokoch 1962-1963 sériu experimentálnych letov, ale program bol čoskoro obmedzený (pozri „Veda a život“ č. 6, 2008). . Výsledky týchto testov sú dnes takmer zabudnuté. A tí, ktorí vytvorili atómové lietadlo, ktorí dokážu zbierať a zovšeobecňovať jedinečné skúsenosti, sú, žiaľ, čoraz menej nažive. Spomína účastník projektu, vedecký tajomník Výskumného ústavu leteckej techniky Alexander Vasilievič Kurganov, bývalý vedúci letový skúšobný inžinier vo Výskumnom leteckom ústave a vedúci tímu na testovanie palubných zariadení v lietajúcom jadrovom laboratóriu.

Veda a život // Ilustrácie

Lietajúce jadrové laboratórium, vytvorené na základe lietadla Tu-95M a vybavené jadrovým reaktorom - simulátorom skutočnej jadrovej elektrárne.

Distribúcia neutrónového toku emitovaného jadrovým reaktorom VVR-2 inštalovaným na Tu-95M. Skúšobný let prebehol s otvoreným jedným ochranným ventilom reaktora.

Schéma vodou chladeného energetického reaktora VVER-2, na ktorom sa uskutočnili prvé skúšky leteckej techniky na radiačnú odolnosť.

A.V. Kurganov dostal tieto hodinky a poznámku z rúk generálneho dizajnéra A.N. Tupoleva za účasť na vytvorení lietadla s jadrovým motorom.

V 50. rokoch 20. storočia Sovietsky zväz urobil úspešné kroky v rozvoji jadrovej energie. Prvý domáci už zafungoval jadrová elektráreň boli vypracované projekty jadrových ľadoborcov a ponoriek. Hlava sovietskeho jadrový projekt Igor Vasiljevič Kurčatov sa rozhodol, že nastal čas nastoliť otázku vytvorenia jadrového lietadla.

Výhody jadrových motorov boli zrejmé: prakticky neobmedzený dolet a dĺžka letu s minimálnou spotrebou paliva – len pár gramov uránu na desiatky hodín letu. Takéto lietadlo otvorilo vojenskému letectvu najatraktívnejšie vyhliadky. Prvé štúdie projektu však ukázali, že nie je možné úplne ochrániť lietadlo pred únikom rádioaktívneho žiarenia mimo konštrukcie reaktora. Potom bolo rozhodnuté vytvoriť takzvanú tieňovú ochranu kokpitu a dôkladne preskúmať všetky palubné zariadenia mimo kabíny, ktoré sú vystavené gama-neutrónovému žiareniu. Prvým krokom bolo zistiť, ako sa budú nechránené zariadenia správať, keď reaktor beží.

Vplyv rádioaktívneho žiarenia na palubné zariadenia skúmali pracovníci Leteckého výskumného ústavu (LII) a Ústavu pre atómovú energiu (IAE). Takto sa vyvinula komunita inžinierov a dizajnérov, špecialistov na letecké zariadenia a jadrových fyzikov. Pre výskum v IAE nám bol poskytnutý reaktor VVER-2, v ktorom voda chladí aparatúru a zároveň slúži ako moderátor neutrónov na energie potrebné na udržanie riadenej reťazovej reakcie.

Skupinu viedol V. N. Suchkov. Z Ústavu pre výskum letov, A.V. Kurganov, Yu.P. Gavrilov, R.M. Kostrigina, M.K. Bushuev,
B. M. Sorokin, V. P. Konarev, V. K. Seleznev, L. V. Romanenko, N. I. Makarov, V. P. Fedorenko, I. T. Smirnov, G. P. Brusnikin, N. N. Soldatov, I. G. Khvedchenya, A. S. Michajlov a ďalší, V. M. Gruzdov, V. M. Gruzdov. Z Ústavu atómovej energie viedli experimentálne práce G. N. Stepanov, N. A. Ukhin, A. A. Shapkin.

Už na samom začiatku experimentov sa špecialisti stretli s množstvom ťažkostí. Po prvé, skúmané zariadenia a zariadenia sa dosť silne zahrievali v dôsledku absorpcie energie žiarenia. Po druhé, vizuálna kontrola a akýkoľvek kontakt so skúmanými vzorkami boli úplne vylúčené. Po tretie, pre čistotu experimentov bolo veľmi dôležité vykonávať výskum v podmienkach čo najbližšie k letovým podmienkam a vo výške, beztlakové vybavenie lietadla funguje v riedkej atmosfére. Na vytvorenie riedenia vzduchu boli skonštruované malé tlakové komory, z ktorých vzduch odčerpával špeciálny kompresor. Sledované zariadenia boli inštalované v tlakových komorách a umiestnené v kanáli jadrového reaktora v blízkosti jeho aktívnej zóny.

Následne boli k experimentom pripojené: prvá jadrová elektráreň vo Fyzikálnom a energetickom ústave pomenovaná po. A. I. Leypunsky (IPPE), ožarovacie zariadenia v pobočke Fyzikálno-chemického ústavu pomenovanej po. L. Ya. Karpova (FHI) v Obninsku. V dôsledku týchto prác sa po prvýkrát v krajine určila skutočná radiačná odolnosť palubných zariadení lietadiel a najcitlivejších výrobkov, prvkov a materiálov, identifikovala sa „hierarchia“ odolnosti voči žiareniu podľa typu zariadenia. a vyriešili sa ďalšie dôležité otázky.

Ďalšou etapou prác na programe vytvorenia jadrového lietadla bol vývoj a výstavba pozemného testovacieho stojana pre lietajúce jadrové laboratórium (LAL). Stojan bol potrebný na vykonávanie dozimetrických štúdií v reálnej konfigurácii lietadla Tu-95M, ako aj na vyhodnotenie výkonu produktov v reálnych podmienkach. V stánku skúmali palubné rádiové zariadenia a elektrické jednotky, hodnotili množstvo rádioaktivity spôsobenej expozíciou neutrónov, ako aj jej pokles v čase. Tento údaj bol veľmi dôležitý z hľadiska prevádzky a poletovej údržby lietadla.

Spomínam si na epizódu súvisiacu s prevádzkou reaktora, ktorá znepokojila celú skupinu. Jedného dňa pri kontrolnej prehliadke prevádzkovateľ spozoroval na vodnej hladine nádrže bohatú bielu penu, podobnú pene prací prášok. Jadroví vedci sa obávajú: ak ide o organickú penu, nie je to také zlé - niekde je "plynové" tesnenie, a ak je anorganické, je to oveľa horšie - korózia hliníka, z ktorého sú kryty palivových článkov (palivové články) vyrobené je možné a obsahujú jadrové palivo – urán. Každý pochopil, že zničenie krytov palivových tyčí môže viesť ku katastrofálnym následkom.

Aby sme pochopili situáciu, v prvom rade bolo potrebné určiť chemické zloženie pena. Odobrali sme vzorky a išli do Semipalatinska, do najbližšieho laboratória. Ale chemici stále neprišli na to, či je to organické alebo nie.

Jeden z popredných špecialistov IAE naliehavo priletel na miesto a poradil ako prvú vec vypláchnuť nádrž reaktora alkoholom. Ale tento postup nepomohol - zariadenie pokračovalo vo výrobe peny. Potom sa rozhodli ešte raz dôkladne preskúmať celú konštrukciu reaktora zvnútra. Aby nedošlo k „zachyteniu“ zvýšenej dávky žiarenia, bolo možné v nádrži pracovať maximálne päť minút. Kontrolu vykonali mladí mechanici z Design Bureau pomenovaného po. A. N. Tupolev. Nakoniec jeden z nich zakričal: "Našiel som to!" vystúpil z nádrže a v rukách držal kúsok mikroporéznej gumy. Dá sa len hádať, ako sa tam tento cudzí predmet dostal.

V máji 1962 sa začala fáza letových skúšok, ktorých sa zúčastnila aj naša brigáda. Dozimetrické a iné štúdie v letových podmienkach ukázali, že počas prevádzky reaktora sa dosah rádiovej komunikácie znižuje vplyvom toku neutrónov a kyslíka umiestneného v špeciálnych nádobách mimo chránenej kabíny, ktorý posádka dýcha počas letu vo veľkých výškach. , sa aktivuje (molekuly ozónu - O 3). Prvky elektrickej výbavy zároveň fungovali celkom stabilne.

Vo veľkom a veľmi zaujímavá práca vytvoriť jadrové lietadlo, bohužiaľ, nebolo dokončené. Program bol uzavretý, no účasť na ňom mi zostala v pamäti do konca života. Neskôr som sa musel venovať rôznym letovým a vesmírnym experimentom, letovým skúškam na prvom nadzvukovom osobnom lietadle Tu-144 a štartu vesmírna loď opakovane použiteľný "Buran". Dostal som rôzne ocenenia, ale najdrahšie z nich boli hodinky, ktoré mi venoval generálny konštruktér akademik Andrej Nikolajevič Tupolev za účasť na projekte vytvorenia jadrového lietadla. Hodiny stále fungujú skvele a stali sa rodinným dedičstvom.

Počas studenej vojny strany venovali všetko svoje úsilie nájdeniu spoľahlivého prostriedku na dodanie „špeciálneho nákladu“.
Na konci 40. rokov sa miska váh naklonila k bombardérom. Nasledujúce desaťročie sa stalo „zlatým vekom“ rozvoja letectva.
Obrovské financie prispeli k vzniku tých najfantastickejších lietadla, ale dodnes sa zdajú byť najneuveriteľnejšími projektmi nadzvukové bombardéry s jadrovými raketovými systémami vyvinutými v ZSSR.

M-60

Špeciálny motor

Funkcia dizajnu

Autonómne riadenie

Jadrový hydroplán M-60

M-30

Pohreb jadrového lietadla

50. roky boli zlatým vekom dizajnu, technológia napredovala veľmi rýchlo, živená následkami povojnového sveta a studenej vojny. S rastúcim napätím medzi USA a Sovietskym zväzom hľadali USA spôsob, ako udržať svoje diaľkové jadrové bombardéry vo vzduchu čo najdlhšie, aby boli oveľa menej zraniteľné voči útokom ako na letiskách.

Jadrové reaktory by teoreticky mohli zostať vo vzduchu mesiace – ak je vaše lietadlo dostatočne veľké na to, aby sa v ňom vystriedali aspoň dve posádky.

Podľa Simona Weeksa z Aerospace Technology Institute však umiestnenie jadrového reaktora do lietadla nie je také jednoduché. Potrebný by bol nielen „systém s uzavretou slučkou“ – reaktor, ktorý opätovne využíva vyhorené palivo, ale aj výkonné tienenie. Jadrové štiepenie produkuje veľa neutrónov a môže byť veľmi škodlivé.

Jediným jadrovým lietadlom, ktoré lietalo na Západe, bol začiatkom 50. rokov výrazne upravený bombardér Convair B-36. Už aj tak gigantické lietadlo bolo zaťažené 11 tonami tienenia na ochranu pred žiarením. NB-36H letel 47-krát, ale palubný reaktor bol testovaný vo vzduchu iba raz a nikdy nebol použitý na pohon lietadla.

Potenciálne katastrofické následky havárie lietadla s jadrovým pohonom ukončili ďalší vývoj. A kým vojenské posádky by na základe rozkazu vstúpili do služby na takomto lietadle, pasažieri by sotva vstúpili na palubu jadrového reaktora. Jadrové dopravné lietadlo zostalo v snoch umelcov a nadšencov.

Nie je to však jadrové štiepenie, čo poháňa Vinalsovu koncepciu, nie. "Ľudia zvyčajne počujú slová "jadrová energia" a myslia si, že je to nebezpečné, ale pri jadrovej fúzii to nie je pravda." Namiesto vytvárania reťazovej reakcie, akou je jadrové štiepenie, fúzia – splynutie dvoch alebo viacerých atómov do väčšieho atómu – vytvára viac energie, ale neprodukuje znečisťujúce vedľajšie produkty.


Vinals nie je presvedčený o tom, že jadrová fúzia zostáva technologicky nedostupná. Koncepty ako Flash Falcon by nemali byť obmedzené moderné technológie; čiastočne pomáhajú dizajnérom vidieť niečo, čo ešte nikto nevyrobil.

Ale syntéza je nám skutočne navždy vzdialená. "Jadrová fúzia je vždy v 50. rokoch," hovorí Weeks.

Reaktory zostávajú v experimentálnom štádiu; napríklad začne fungovať až po desiatich rokoch. A aj keď sa takéto reaktory ukážu ako praktické a sú schopné produkovať sľubovanú lacnú a čistú energiu, bude to len začiatok. Budete ich musieť urobiť malými a ľahkými.

„Od 40. do 80. rokov 20. storočia sme zaznamenali významný vývoj v technológii jadrového štiepenia, a to pomerne rýchlo. Na fúzii pracujeme od 50. rokov minulého storočia a nikdy sme nepostavili praktický a funkčný reaktor. Sme od toho ešte 20-30 rokov."

Postaviť prenosný jadrový reaktor, ktorý produkuje dostatok energie na pohon lietadla - nadzvukového lietadla, podľa Vinalsovho návrhu - je ešte náročnejšie ako postaviť lietadlo schopné trojnásobnej rýchlosti zvuku, hovorí Weeks.

Akékoľvek alternatívne palivo má veľa výhod - petrolej, palivo pre prúdové motory, neuveriteľne všestranný pohon. Toto je skvelé prostredie na vytváranie energie. Je energeticky hustý, ľahko sa spracováva a funguje v širokom rozsahu teplôt, hovorí Weeks.


„A dá sa použiť aj na iné veci ako len na palivo. Môže byť použitý ako chladiaca kvapalina, mazivo, hydraulická kvapalina." Klimatické zmeny môžu byť pádnym dôvodom na hľadanie alternatívnych palív pre lietadlá, ale posunúť ich tak ďaleko si bude vyžadovať veľa práce. Batérie použité na Solar Impulse produkovali iba 1/20 energie ekvivalentnej petroleju rovnakej hmotnosti.

Lietadlo na jadrovú fúziu možno postaviť až v budúcom storočí. Hybridné formy budú pravdepodobnejšie; napríklad vrtuľa, ktorá pomáha generovať energiu, by bola uložená na palube a pomáhala lietadlu vzlietnuť. Akokoľvek sa na to pozriete, Flash Falcon je príliš ambiciózny na to, aby lietal so súčasnou technológiou. Ale história letectva je plná príkladov toho, čo sa kedysi považovalo za nemožné. Jedného dňa sa k nim pripojí jadrová fúzia.

M-60 s koaxiálnymi motormi

Možnosť usporiadania hydroplánu M-60M

Základňa pobrežných jadrových hydroplánov

Schéma výškového bombardéra M-30

Príchod atómovej bomby vyvolal medzi majiteľmi tejto zázračnej zbrane pokušenie vyhrať vojnu len niekoľkými presnými zásahmi do priemyselných centier nepriateľa. Jediné, čo ich zastavilo, bolo, že tieto strediská sa nachádzali spravidla v hlbokom a dobre chránenom tyle. Všetky povojnové sily sa zamerali práve na spoľahlivé prostriedky doručovania „špeciálneho nákladu“. Výber sa ukázal byť malý - balistické a riadené strely a strategické letectvo s ultra dlhým doletom. Na konci 40-tych rokov sa celý svet priklonil k bombardérom: na rozvoj diaľkového letectva boli pridelené také obrovské prostriedky, že ďalšie desaťročie sa stalo „zlatým“ pre rozvoj letectva. Za krátky čas sa na svete objavilo mnoho z najfantastickejších projektov a lietadiel. Dokonca aj Veľká Británia, nekrvavá vojnou, predviedla svoje nádherné strategické bombardéry Valient a Vulcan. Najneuveriteľnejšie projekty však boli strategické nadzvukové bombardéry s jadrovými elektrárňami. Aj po polstoročí fascinujú svojou odvahou a šialenstvom.

Atómová stopa

V roku 1952 vzlietol v Spojených štátoch legendárny B-52, o rok neskôr prvý nadzvukový taktický bombardér na svete A-5 Vigilante a o tri roky neskôr nadzvukový strategický XB-58 Hustler. Nezaostával ani ZSSR: súčasne s B-52 vzlietol do vzduchu strategický medzikontinentálny bombardér Tu-95 a 9. júla 1961 šokoval celý svet obrovský nadzvukový bombardér M-50, ktorý sa ukázal na výstave. letecká prehliadka v Tushine, ktorá sa prehnala ponad tribúny, urobila sklz a zmizla v nebi. Málokto si uvedomil, že ide o posledný let superbombera.

Faktom je, že polomer letu postaveného exemplára nepresiahol 4000 km. A ak to stačilo Spojeným štátom, ktoré obkolesili ZSSR vojenskými základňami, potom na dosiahnutie amerického územia zo sovietskych letísk bol potrebný dosah najmenej 16 000 km. Výpočty ukázali, že ani pri dvoch tankovaniach dojazd M-50 so „špeciálnym nákladom“ s hmotnosťou 5 ton nepresiahol 14 000 km. Okrem toho si takýto let vyžiadal celé jazero paliva (500 ton) pre bombardér a tankery. Na zasiahnutie vzdialených cieľov na území USA a slobodný výber letovej trasy na obídenie oblastí protivzdušnej obrany bol potrebný dosah 25 000 km. Počas nadzvukového letu ho mohli poskytnúť len lietadlá s jadrovými elektrárňami.

Podobný projekt len teraz to vyzerá divoko. Začiatkom 50. rokov sa to nezdalo o nič extravagantnejšie ako umiestnenie reaktorov na ponorky: oba poskytovali takmer neobmedzený rozsah pôsobenia. Celkom obyčajné uznesenie Rady ministrov ZSSR v roku 1955 nariadilo Tupolevovmu konštrukčnému úradu vytvoriť lietajúce jadrové laboratórium na základe bombardéra Tu-95 a konštrukčnému úradu Myasishchev zrealizovať projekt nadzvukového bombardéra. so špeciálnymi motormi hlavného dizajnéra Arkhip Lyulka.“

Špeciálne motory

Prúdový motor s jadrovým reaktorom (TRDA) je svojou konštrukciou veľmi podobný konvenčnému prúdovému motoru (TRE). Iba ak v prúdovom motore je ťah vytvorený horúcimi plynmi expandujúcimi pri spaľovaní petroleja, tak v prúdovom motore sa vzduch pri prechode reaktorom ohrieva.

Jadro leteckého jadrového reaktora využívajúce tepelné neutróny bolo zložené z keramických palivových článkov, ktoré mali pozdĺžne šesťhranné kanály na prechod ohriateho vzduchu. Konštrukčný ťah vyvíjaného motora mal byť 22,5 t. Zvažovali sa dve možnosti usporiadania prúdového motora - „vahadlo“, v ktorom bol hriadeľ kompresora umiestnený mimo reaktora, a „koaxiálny“, kde hriadeľ prebiehal pozdĺž osi reaktora. V prvej verzii hriadeľ pracoval v šetrnom režime, v druhej boli potrebné špeciálne vysokopevnostné materiály. Ale koaxiálna verzia poskytovala menšie veľkosti motora. Preto sa súčasne skúmali možnosti s oboma pohonnými systémami.

Prvým lietadlom s jadrovým pohonom v ZSSR mal byť bombardér M-60, vyvinutý na základe existujúceho M-50. Za predpokladu vytvorenia motora s kompaktným keramickým reaktorom by vyvíjané lietadlo malo mať letový dosah minimálne 25 000 km s cestovnou rýchlosťou 3 000 – 3 200 km/h a výškou letu cca 18 – 20 km. Vzletová hmotnosť superbomberu mala presiahnuť 250 ton.

Lietajúci Černobyľ

Pri pohľade na náčrty a modely všetkých Myasishchevových jadrových lietadiel si človek okamžite všimne absenciu tradičnej letovej paluby: nie je schopná chrániť pilotov pred žiarením. Posádka jadrového lietadla preto musela byť umiestnená v zapečatenej viacvrstvovej kapsule (hlavne olova), ktorej hmotnosť spolu so systémom podpory života predstavovala 25% hmotnosti lietadla - viac ako 60 ton! Rádioaktivita vonkajšieho vzduchu (napokon prechádzal reaktorom) vylučovala možnosť jeho využitia na dýchanie, preto sa na jeho použitie použila zmes kyslíka a dusíka v pomere 1:1, získaná v špeciálnych splyňovačoch odparovaním kvapalných plynov. natlakovať kabínu. Podobne ako pri antiradiačných systémoch používaných na nádržiach sa v kabíne udržiaval pretlak, ktorý bránil vstupu atmosférického vzduchu dovnútra.

Nedostatok vizuálnej viditeľnosti musel kompenzovať optický periskop, televízne a radarové obrazovky.

Vyhadzovacia inštalácia pozostávala zo sedadla a ochranného kontajnera, ktorý chránil posádku nielen pred nadzvukovým prúdením vzduchu, ale aj pred silným žiarením motora. Zadná stena mala 5 cm olovený povlak.

Je jasné, že bolo takmer nemožné zdvihnúť do vzduchu, tým menej pristáť, 250-tonové vozidlo, ktoré sa držalo okuláru periskopu, takže bombardér bol plne vybavený automatický systém navigácia lietadiel, ktorá zabezpečovala autonómny vzlet, stúpanie, priblíženie a zameranie, návrat a pristátie. (To všetko v 50. - 30. rokoch pred autonómnym letom Buranu!)

Po tom, čo sa ukázalo, že takmer všetky problémy si lietadlo dokáže vyriešiť samo, vznikla logická myšlienka vyrobiť bezpilotnú verziu - ľahšiu práve o tých 60 ton. Absencia objemnej kabíny zmenšila aj priemer lietadla. o 3 m a dĺžke o 4 m, čo umožnilo vytvoriť aerodynamicky dokonalejší vetroň typu „lietajúce krídlo“. Projekt však nenašiel podporu vo vzdušných silách: verilo sa, že bezpilotné lietadlo nebolo schopné poskytnúť potrebný manéver v špecifickej situácii, ktorá nastala, čo viedlo k tomu, že bezpilotné vozidlo bolo náchylnejšie na poškodenie.

Plážový bombardér

Komplex pozemnej údržby pre jadrové lietadlá nebol o nič menej zložitou štruktúrou ako samotné lietadlá. Kvôli silnému radiačnému pozadiu boli takmer všetky práce automatizované: tankovanie, zavesenie zbraní, dodávka posádky. Jadrové motory boli uložené v špeciálnom skladovacom zariadení a namontované na lietadle bezprostredne pred odletom. Navyše ožiarenie materiálov počas letu prúdom neutrónov viedlo k aktivácii konštrukcie lietadla. Zvyškové žiarenie bolo také silné, že znemožňovalo voľný prístup k vozidlu bez špeciálnych opatrení počas 23 mesiacov po odstránení motorov. Na parkovanie takýchto lietadiel boli v areáli letiska pridelené špeciálne oblasti a samotná konštrukcia strojov umožňovala rýchlu inštaláciu hlavných blokov pomocou manipulátorov. Gigantická masa atómových bombardérov si vyžadovala špeciálne pristávacie dráhy s hrúbkou povlaku asi 0,5 m.. Bolo jasné, že takýto komplex je v prípade vypuknutia vojny mimoriadne zraniteľný.

Preto sa pod označením M-60M súbežne vyvíjal nadzvukový hydroplán s jadrovým motorom. Každá základňa pre takéto lietadlá, určená na obsluhu 10-15 hydroplánov, zaberala úsek pobrežia 50-100 km, čo zaisťovalo dostatočný stupeň rozptylu. Základne by sa mohli nachádzať nielen na juhu krajiny. V ZSSR boli dôkladne študované švédske skúsenosti s udržiavaním vodných plôch v roku 1959 po celý rok v nemrznúcom stave. Pomocou jednoduchého zariadenia na prívod vzduchu potrubím dokázali Švédi cirkulovať teplé vrstvy vody z dna nádrží. Samotné základne mali byť postavené v mocných pobrežných skalných útvaroch.

Jadrový hydroplán mal dosť nezvyčajné usporiadanie. Prívody vzduchu boli vzdialené 1,4 m od vodnej hladiny, čo bránilo vniknutiu vody do nich počas vĺn až do sily 4. Prúdové dýzy spodných motorov, umiestnené vo výške 0,4 m, boli v prípade potreby napoly blokované špeciálnymi klapkami. Spochybnená však bola realizovateľnosť klapiek: hydroplán mal byť na vode len so zapnutými motormi. S odstránenými reaktormi bolo lietadlo založené v špeciálnom samohybnom doku.

Na vzlietnutie z vodnej hladiny bola použitá unikátna kombinácia výsuvných krídel, lukových a podkrídlových hydrolyží. Tento dizajn zmenšil plochu o 15 %. prierez lietadla a znížila jeho hmotnosť. Hydroplán M-60M, podobne ako jeho pozemný príbuzný M-60, mohol zostať s bojovým nákladom 18 ton vo výške 15 km dlhšie ako jeden deň, čo umožnilo vyriešiť hlavné úlohy. Závažná radiačná kontaminácia základne však viedla k uzavretiu projektu v marci 1957.

V stopách ponoriek

Uzavretie projektu M-60 vôbec neznamenalo zastavenie prác na atómových témach. Koniec bol daný iba jadrovým elektrárňam s „otvorenou“ schémou - keď atmosférický vzduch prechádzal priamo cez reaktor, ktorý bol vystavený silnej radiačnej kontaminácii. Treba poznamenať, že projekt M-60 sa začal vyvíjať, keď ešte neexistovali žiadne skúsenosti s vytváraním jadrových ponoriek. Prvá jadrová ponorka K-3 "Leninsky Komsomol" bola spustená v roku 1957 - presne v tom roku sa zastavili práce na M-60. Reaktor K-3 pracoval podľa „uzavretej“ schémy. V reaktore sa zohrievalo chladivo, ktoré následne premenilo vodu na paru. Vzhľadom na to, že chladivo bolo neustále v uzavretom izolovanom okruhu, radiačná kontaminácia životné prostredie sa nestalo. Úspech takejto schémy v námorníctve zintenzívnil prácu v tejto oblasti v letectve. Vládnym nariadením z roku 1959 bola Myasishchev Design Bureau poverená vývojom nového vysokohorského lietadla M-30 s „uzavretou“ jadrovou elektrárňou. Lietadlo bolo určené na útoky bombami a riadenými strelami proti obzvlášť dôležitým malým cieľom v Spojených štátoch a úderným formáciám lietadlových lodí v oceáne.

Vývoj motora pre nové lietadlo bol zverený Kuznecovovmu konštrukčnému úradu. Pri projektovaní stáli konštruktéri pred nepríjemným paradoxom – poklesom ťahu jadrového motora s klesajúcou výškou. (U bežných lietadiel bolo všetko presne naopak – ťah klesal s výškou.) Začalo sa hľadanie optimálneho aerodynamického dizajnu. Nakoniec sme sa rozhodli pre dizajn canard s variabilným krídlom a skladaným usporiadaním motora. Jediný reaktor cez výkonné uzavreté potrubia mal dodávať kvapalné chladivo (lítium a sodík) do 6 motorov NK-5 dýchajúcich vzduch. Dodatočné použitie uhľovodíkového paliva bolo zabezpečené počas vzletu, dosiahnutia cestovnej rýchlosti a vykonávania manévrov v cieľovej oblasti. V polovici roku 1960 bol pripravený predbežný návrh M30. Vďaka oveľa nižšiemu rádioaktívnemu pozadiu z nového pohonného systému sa výrazne uľahčila ochrana posádky a kabína dostala zasklenie z oloveného skla a plexiskla s celkovou hrúbkou 11 cm Dve riadené strely K-22 boli zabezpečené ako hlavná výzbroj. Podľa plánov mal M-30 vzlietnuť najneskôr v roku 1966.

Gombíková vojna

V roku 1960 sa však uskutočnilo historické stretnutie o perspektívach vývoja strategických zbraňových systémov. Výsledkom bolo, že Chruščov urobil rozhodnutia, pre ktoré je dodnes nazývaný hrobárom letectva. Aby som bol úprimný, Nikita Sergejevič s tým nemá nič spoločné. Na stretnutí sa raketoví vedci na čele s Korolevom vyjadrili oveľa presvedčivejšie ako nejednotní výrobcovia lietadiel. Na otázku, ako dlho trvá príprava odletu strategického bombardéra s jadrovými zbraňami na palube, piloti odpovedali – deň. Raketovým mužom to trvalo niekoľko minút: "Potrebujeme len roztočiť gyroskopy." Navyše nevyžadovali veľa kilometrov drahých dráh. Vážne pochybnosti vyvolala aj schopnosť bombardérov prekonať systémy protivzdušnej obrany, pričom sa ešte nenaučili efektívne zachytávať balistické strely. Armáda a Chruščov boli úplne ohromení vyhliadkou na „tlačidlovú vojnu“ budúcnosti, farebne opísanú raketovými vedcami. Výsledkom stretnutia bolo, že výrobcovia lietadiel boli požiadaní, aby prevzali niektoré objednávky týkajúce sa problematiky rakiet. Všetky projekty lietadiel boli pozastavené. M-30 bol posledným Mjasiščevovým leteckým projektom. V októbri bol Mjasishchev Design Bureau konečne presunutý na tému rakety a vesmíru a samotný Myasishchev bol odvolaný z postu riaditeľa.

Keby boli leteckí konštruktéri v roku 1960 presvedčivejší, ktovie, aké lietadlá by dnes lietali na oblohe. A tak môžeme len obdivovať smelé sny na obálke Popular Mechanics a obdivovať bláznivé nápady 60. roky.